澳大利亚大学“矿床学”课程教学特点与启示

舒启海

1. 中国地质大学（北京）地球科学与资源学院，北京 100083；2. 北京大学 地球与空间科学学院，北京 100871；3. James Cook University, Townsville, QLD 4811, Australia

澳大利亚大学“矿床学”课程教学特点与启示

舒启海1,2,3

1. 中国地质大学（北京）地球科学与资源学院，北京 100083；2. 北京大学 地球与空间科学学院，北京 100871；3. James Cook University, Townsville, QLD 4811, Australia

基于笔者在北京大学、中国地质大学（北京）以及澳大利亚詹姆斯库克大学学习或讲授“矿床学”课程的经历，介绍了詹姆斯库克大学“矿床学”课程的教学内容、形式、课后实践安排等方面的特点，并对比了中澳两国“矿床学”课程教学的一些差异。在此基础上，讨论和总结了澳洲“矿床学”课程设置对我国教学的启示，并建议国内从事“矿床学”课程教学的同行取其精华，共同促进这一课程更好地发展。

矿床学；课程教学；中澳对比

一、背景

“矿床学”是地质学专业和资源勘查工程专业的核心课程之一，也是地球化学、地球物理学等专业学科的必修课程，在地球科学教学体系中占有重要的位置[1-3]。矿床学不仅研究成矿元素组成、成矿物质来源、成因机理及其时空分布规律，还注重阐释矿体的规模、产状、形态和物质组成，以及矿床的形成条件和控矿要素[1-2]。随着社会生产发展以及对资源需求的日益增加，矿床学的地位也不断提升，它不仅是一门理论学科，更是一门技术经济与地质学相结合的综合性学科，即西方国家常说的“经济地质学”（Economic Geology）。

澳大利亚是世界上矿产资源最丰富的国家之一，含有大量的金、铁、锰、镍、铜等金属资源[4]。因此，在澳大利亚本科地质学教育中，“矿床学”课程教学也格外受到重视。在澳大利亚，许多大学拥有与矿床学有关的产学研相结合的机构，如西澳大学矿床勘查中心（Centre for Exploration Targeting）、塔斯马尼亚大学国家卓越矿床研究中心（ARC Centre of Excellence in Ore Deposits）以及詹姆斯库克大学经济地质研究中心（Economic Geology Research Unit）。这些机构不仅源源不断地向社会输送大量矿产勘探相关人才，还承担了许多国家、地区或者企业的项目，是澳洲最重要的矿床学智库。2013—2015年期间，笔者在澳大利亚詹姆斯库克大学经济地质研究中心攻读博士学位，期间以旁听者或助教的身份参与了“矿床学”课程的室内及野外教学活动。此前，笔者在北京大学地球与空间科学学院就读本科时，选修过北京大学的“矿床学”课程。目前笔者担任中国地质大学（北京）地球科学与资源学院教员，参与讲授“矿床学”课程。因此，对中澳两国的“矿床学”课程均有一定的了解。本文基于对澳大利亚詹姆斯库克大学“矿床学”教学内容、教学方法、课后实践和野外实习等方面的介绍，指出其与目前国内大学正开展的“矿床学”课程的一些差异，希望借此让国内从事矿床学教学的同行更多地了解该学科在国外的现状，更期待大家能取其精华，共同努力促进国内“矿床学”这一门课程更好、更健康地发展。

二、澳洲大学“矿床学”课程教学特点

澳大利亚詹姆斯库克大学本科生“矿床学”课程名称为Ore Genesis，字面上或许译为“矿床成因学”更合适。不过，从课程内容设计上来说，跟国内的“矿床学”大同小异，因此本质上就是“矿床学”课程。授课的对象为本科三年级学生，这些学生大多与国内相似，是高中毕业直接就读大学。不过，也有相当一部分学生已经有数年的工作经历，然后再进入大学重新选修了相关课程和学位。这部分人中，来自矿业公司的专业技术人员占多数。

1. 课程内容设置

詹姆斯库克大学的“矿床学”课程课时分为讲授和实习各24学时，这与国内一些高校大同小异，总体包括矿床学总论、矿床学基本概念原理和方法、岩浆矿床、热液矿床、变质矿床、沉积矿床和风化矿床等内容。其中热液矿床也是课程的核心内容，占据近50%的课时。

不过，在课堂具体讲授内容的安排上，詹姆斯库克大学和国内大学有所不同。最显著的差异是詹姆斯库克大学的部分讲授内容更贴近当前国际矿床学领域的学科前沿，注重向学生传授最新的学术理论和研究进展。比如，詹姆斯库克大学“矿床学”课程中有三节内容分别介绍造山型金矿、浅成低温热液型矿床及IOCG型矿床（铁氧化物铜金矿床）这三种矿床类型，这在国内高校涉及较少。这主要是由于这几类矿床类型的提出相对较晚，且在最近10多年才被广泛认可。但是值得一提的是，这几种类型矿床都是许多金属矿产（如金、银、铜等）的重要产出类型。例如，在世界上所有金资源量超过150吨的金矿床中，造山型金矿数量位居第一，浅成低温热液矿床位居第三。又如，像奥林匹克坝这种世界级的大矿，就属于IOCG型（其中，铜储量名列世界第四，铀储量世界第一，金储量高达1200吨）[5]。在中国，近年亦有多个大型—超大型的矿床被认为属于以上三种类型[6-7]。由此可见，这几种矿床在工业界的地位举足轻重，理应受到学界的广泛关注。

除了课程内容的整体设置外，对于许多细节问题，国内的矿床学课程中也没有及时追踪最新的研究进展。例如，詹姆斯库克大学“矿床学”课堂讲学中涉及矽卡岩型矿床的内容时，会将矽卡岩型矿床的成矿作用过程分为：接触变质和反应矽卡岩阶段，进变交代矽卡岩阶段，以及退变矽卡岩和矿化阶段。这种划分更符合矽卡岩型矿床的实际成矿作用过程，并且也得到了野外和实验模拟的证实[8]。在国内，目前的教学依然延续传统的“两期五阶段”的划分[1]，这在一定程度上是不准确的。例如，在这种成矿阶段的划分框架下，“湿矽卡岩”（即退化矽卡岩）要早于硫化物的形成，但现实观察的结果表明，二者往往是可以共生的[8]。

总之，在国内限于许多矿床学教材的版本较老，或者尽管多次再版但并未及时对相关内容进行更新，目前在本科生教学过程中还多沿用这些较老的教学参考书和资料，造成了教学内容的滞后性。

2. 课程讲授形式

关于课程的讲授形式，中、澳的高校基本一致，都是以教员的课堂讲授为主，并辅以教学幻灯片的展示。不过，在课堂讲授过程中，詹姆斯库克大学“矿床学”课程教员所设计的几种授课形式值得一提。

首先是激发学生对矿产资源的学习兴趣。教员在第一节课的时候，设置了一个“线上投资”系统，每个学生有虚拟的100万澳元，然后对不同的金属矿产进行“买入”和“卖出”，每天都可以在线上进行操作。因为国际金、铜等金属矿产的价格每天都在变化，学生们每天也会相应地出现“盈利”或者“亏损”的情况。到学期结束的时候，评出“赚钱”最多的三名“投资者”，并给予一定的奖励（物质奖励和期末成绩加分激励）。通过这种形式，学生们一方面对矿产资源的价格变化、投资方式有了更深入的了解，另一方面也培养了学习“矿床学”课程的兴趣。此外，很多学生毕业后都走向了矿企或者与矿业相关的投资行业，通过这样的训练也为这一部分学生未来的工作打下了一定的基础。

其次是帮助学生记忆常见矿石矿物。教员通过平时对矿物的认知，总结出了各种矿物的物理化学属性（硬度、密度、解理、地壳丰度和经济价值），然而设计出一种名为“矿物王牌”（Mineral Supertrumps）的游戏[9]，材料是一副由40张左右的矿物卡片组成的牌，这些卡牌包括常见的矿石和脉石矿物，如石英、黄铜矿、自然金和金刚石等。每张卡牌所包含的矿物信息有化学式、分类、晶系和矿物产出的地质环境，以及上述的五种物理化学属性。在游戏过程中，4～6个玩家（学生和教员）可以每人随机分得10张左右的牌，然后开始游戏。对于玩家来说，胜利的条件是出完手上所有的手牌。就像绝大多数的卡牌游戏一样，需要运气和策略去赢得游戏，而掌握每种矿物的性质是获胜的有利条件。在不断进行游戏过程中，玩家（学生）在潜移默化中逐步掌握各种矿物的属性，从而达到教学效果。

再次是培养学生课后自学能力。在每次讲授课程内容之后，教员会给学生推荐几篇相应的文献，而且通常是相关领域的经典文献或前沿进展。例如，在讲授完斑岩型矿床时，教员会给学生推荐三篇论文：一篇斑岩型矿床的经典专著，介绍了斑岩型矿床的野外地质特征和蚀变分带；一篇论文介绍斑岩型矿床的地球化学特征的论文，其建立了斑岩型矿床的成因模型；另有一篇论文是对30多年来斑岩型矿床研究进展的一个总结。感兴趣的学生阅读这几篇论文以后，能够快速掌握这种矿床的特征和成矿机制。

总之，在传递课程内容的形式上，通过一些非常规的手段和方法，可以有效提升学生的学习兴趣、学习效果以及学习的深度和广度，这对于培养学生的自主学习能力有非常重要的作用。很多学生在课堂上对课程内容产生了浓厚的兴趣，并在课后进一步深入学习相关领域的知识点，在本科毕业之后，这部分学生很多都选择了与这一领域有关的工作，或者在这一学科领域继续深造。

3. 课后实践和野外实习

除了课堂讲授内容以外，詹姆斯库克大学的“矿床学”课程还有一半的课时用于实践活动。国内的“矿床学”课程也有实习课，但与詹姆斯库克大学的实践课有所差异。詹姆斯库克大学的矿床实践课中，每涉及一种矿床类型的时候，教员会带大家观察这种类型矿床矿石矿物的一般特征（如结构、构造、蚀变及矿化特征），这与国内的矿床实习课大同小异。值得一提的是，詹姆斯库克大学的“矿床学”课程教员还注重向学生介绍矿床学的一些常见研究方法并让学生亲自操作。例如，在介绍成矿流体的时候，教员会让学生去流体包裹体实验室对各种类型流体包裹体进行显微观察和测温，并让学生根据流体包裹体的相组成、显微温度以及计算出的盐度等参数，判断流体的来源以及所属矿床的类型；又如，在介绍斑岩型和浅成低温热液型矿床的时候，教员会让学生亲手操作鉴定矿物的短波红外光谱仪[10]，并根据光谱特征判断蚀变矿物的类型以及所属矿化分带的位置。总的来说，詹姆斯库克大学的实践课，既包括了对普通矿石矿物的鉴定，也包括对一些关键的矿床学研究方法的学习和实际操作；既提升了学生的认知水平，也培养了学生的动手能力。

除了实践课外，詹姆斯库克大学每学期的矿床学课程还配备2～3次野外实习。一般选择的实习对象是课程内容涉及的典型成矿类型，且距离学校在1天可以往返的距离之内，这包括一个造山型金矿、一个低硫型浅成低温热液矿床及一个IOCG型矿床。在野外实习过程中，学生根据课堂和实践课学习的内容，自行辨认不同的矿物和蚀变，识别矿体的特征和控矿因素，并且总结出成矿规律。很多学生在野外过程中提出的一些问题，也成为他们未来完成本科毕业论文的研究课题。此外，除了实习内容，教员在野外还注重培养学生在矿山工作的安全意识和团队协作能力，这些都让学生无比受益。

三、对我国“矿床学”课程教学的启示

得益于技术手段和实验方法的快速发展，矿床学也是日新月异，矿床学家目前已经可以较为清晰地认识从全球尺度到微观水平的矿床特征。近年来，新的矿床类型被提出，新的成矿模式被建立，新的找矿方法被应用，这无不显示了矿床学这门学科的鲜活生命力。

应对这些新的理论、新的方法和新的发现，国外的“矿床学”课程在教学过程中也注重对原有知识体系进行更新、对原有教学方法进行改进。放眼中国，无论是普通大学地质学专业的本科生还是相关生产部门的专业技术人员，“矿床学”都是他们的一门必修课程。相关教员在进行这些课程的讲授过程中，除了传授矿床学基本的概念、原理和内容以外，还应当与时俱进，注重把学术界最新的研究成果介绍给学生，让大家接受最新的知识体系。此外，教员在授课过程中还应创新方法，让学生变被动学习为主动学习，帮助学生更容易理解和记忆所学内容，提升学生对学习内容认知的深度和广度。最后，教员还应当注重培养学生的实践能力，这也将为学生未来进行更加深入的研究生阶段的科学研究或者在相关领域从事专业技术实践打下良好的基础。

致谢：北京大学地球与空间科学学院赖勇教授在笔者本科学习“矿床学”课程期间给予了热忱的指导，澳大利亚詹姆斯库克大学常兆山和Carl Spandler两位老师在笔者博士学习期间提供了极大的便利和有益讨论，中国地质大学（北京）地球科学与资源学院矿床教研室各位教师在笔者从事教学活动过程中始终给予无私的帮助，在此一并致以谢意。

[1] 翟裕生，蔡克勤，姚书振.矿床学[M].北京：地质出版社，2013.

[2] 薛春纪，祁思敬，隗合明.基础矿床学[M].北京：地质出版社，2006.

[3] 薛春纪，孙祥，王建平，等. “矿床学”课间野外教学实习及基地建设[J].中国地质教育，2015，24（4）：35–37.

[4] 何金祥. 澳大利亚矿业投资环境[J]. 中国矿业，2009，18（12）：3–6.

[5] 赵宇安，刘海田，张伟波，等.奥林匹克坝铜—铀—金—银—稀土矿床最新研究[J].地质科技情报，2013，32（5）：106–111.

[6] 毛景文，余金杰，袁顺达，等.铁氧化物—铜—金（IOCG）型矿床：基本特征、研究现状与找矿勘查[J]. 矿床地质，2008，27（3）：267–278.

[7] 薛春纪，赵晓波，莫宣学，等.西天山“亚洲金腰带”及其动力背景和成矿控制与找矿[J].地学前缘，2014，21（5）：128–155.

[8] MEINERT L D, DIPPLE G M, NICOLESCU S. World skarn deposits [J]. Economic Geology 100th Anniversary Volume,2015, 299–336.

[9] SPANDLER C. Mineral Supertrumps: A new card game to assist learning of mineralogy [J]. Journal of Geoscience Education, 2016, 64: 108–114.

[10] CHANG Z, YANG Z. Evaluation of inter-instrument variations among short wavelength infrared (SWIR) devices [J].Economic Geology, 2012, 107: 1479–1488.

Title: An Introduction to the Ore Geology Course in Australia and Its implication for the Teaching in China

Author(s): SHU Qi-hai

ore geology; course Teaching; comparison between China and Australia

A

1006-9372（2017）03-0101-04

2017-03-20。

舒启海，男，讲师，主要从事矿床学的教学和研究工作。

投稿网址：www.chinageoeducation.net.cn联系邮箱：bjb3162@cugb.edu.cn

舒启海．澳大利亚大学“矿床学”课程教学特点与启示[J]．中国地质教育，2017，26（3）：101-104．